Das Public Switched Telephone Network (PSTN) ist das traditionelle, weltweit verbundene Telefonnetz, das ursprünglich für die Übertragung von Sprachkommunikation über analoge Leitungen entwickelt wurde. Auch als "klassisches Festnetz" bezeichnet, basiert das PSTN auf einer leitungsvermittelten Technologie, bei der für jedes Gespräch eine feste Verbindung zwischen Sender und Empfänger hergestellt wird.

Funktionsweise des PSTN

Im PSTN wird während eines Anrufs eine durchgehende elektrische Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern aufgebaut. Diese Verbindung bleibt über die gesamte Dauer des Anrufs bestehen. Die Infrastruktur des PSTN besteht aus:

• Ortsvermittlungsstellen
  Verbinden Teilnehmer innerhalb einer geografischen Region.
• Fernvermittlungsstellen
  Stellen Verbindungen zwischen verschiedenen Regionen her.
• Kupferleitungen und Glasfasernetze
  Übertragen Sprachsignale als elektrische oder optische Signale.
• Signalisierungsnetzwerke
  Vermitteln die Anrufinformationen (z. B. Rufnummern, Verbindungsstatus) getrennt vom Sprachkanal.

Das PSTN nutzt das Signaling System 7 (SS7)-Protokoll zur Steuerung und Verwaltung der Verbindungen.

Geschichte und Entwicklung des PSTN

Das PSTN entstand Ende des 19. Jahrhunderts mit der Einführung des Telefonnetzes durch Alexander Graham Bell. Anfangs wurden Gespräche manuell durch Vermittlungsstellen verbunden. Mit der Einführung automatischer Wähltechnologien (z. B. Wählscheiben) begann der Aufbau einer umfassenden, automatisierten Telefoninfrastruktur.

Über Jahrzehnte hinweg war das PSTN das Rückgrat der globalen Sprachkommunikation. In den 1980er und 1990er Jahren wurden zunehmend digitale Technologien eingeführt, etwa durch ISDN (Integrated Services Digital Network), das eine bessere Sprachqualität und zusätzliche Dienste ermöglichte.

Charakteristische Eigenschaften des PSTN

• Leitungsvermittlung
  Im PSTN wird eine exklusive physikalische Leitung für die Dauer des Gesprächs reserviert.
• Hohe Zuverlässigkeit
  Das PSTN ist bekannt für seine stabile und verlässliche Sprachqualität.
• Einfache Nutzung
  Durch standardisierte Rufnummern und einfache Bedienbarkeit war das PSTN für Nutzer intuitiv nutzbar.
• Begrenzte Flexibilität
  Im Vergleich zu IP-basierten Netzwerken ist das PSTN weniger flexibel hinsichtlich neuer Dienste und Anwendungen.

Übergang vom PSTN zu IP-basierten Netzen

Mit der Einführung von Voice over IP (VoIP) und IP-basierten Kommunikationslösungen begann der schrittweise Übergang von leitungsvermittelter zu paketvermittelter Sprachübertragung. Moderne Netzwerke wie LTE und 5G verwenden vollständig IP-basierte Übertragungstechniken.

Viele Telekommunikationsanbieter haben damit begonnen, PSTN-Infrastrukturen zurückzubauen und auf sogenannte "All-IP"-Netze umzustellen, in denen Sprache, Daten und Video einheitlich über IP-Protokolle übertragen werden.

Vorteile des PSTN

• Robuste Infrastruktur
  Jahrzehntelange Weiterentwicklung und Optimierung.
• Sprachqualität
  Konstante, gute Sprachübertragung, insbesondere bei kurzen bis mittleren Distanzen.
• Energieunabhängigkeit
  Klassische Festnetztelefone funktionieren oft auch bei Stromausfällen.

Nachteile des PSTN

• Hohe Kosten
  Aufbau und Betrieb dedizierter Leitungen ist teuer.
• Geringe Flexibilität
  Schwierigkeiten bei der Einführung neuer Dienste wie Video oder Messaging.
• Technologische Veralterung
  Im Vergleich zu IP-basierten Netzen begrenzte Datenübertragungsmöglichkeiten und Skalierbarkeit.

Zukunft des PSTN

Der weltweite Trend geht klar in Richtung der Abschaltung des klassischen PSTN und der vollständigen Migration zu IP-basierten Systemen. Länder wie Deutschland, Großbritannien und die USA befinden sich bereits in fortgeschrittenen Phasen dieses Übergangs. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Integration moderner Dienste, bringt aber auch Herausforderungen mit sich, insbesondere in Bezug auf Sicherheit, Netzwerkausfallsicherheit und Sprachqualität (Quality of Service, QoS).

Sicherheitsaspekte beim PSTN

Traditionelle PSTN-Netze bieten eine relativ hohe Grundsicherheit durch physische Trennung der Verbindungen. Angriffe auf PSTN-Systeme erforderten physikalischen Zugriff auf die Leitungen oder Vermittlungsstellen. Mit der Migration zu IP-basierten Systemen steigen jedoch die Anforderungen an Sicherheitsmaßnahmen erheblich.